enfermedades respiratorias

1. EL SISTEMA
RESPIRATORIO

2. Imagine una cancha de 75 m2
cubierta con un plástico delgado y
luego lo guarda en una botella de
Coca-Cola
¿Puede ser posible?
NO
Sin embargo, los pulmones de un
adulto tienen una superficie de
intercambio de gases del tamaño del
plástico que cubre la cancha

3. Metabolismo aeróbico
de las células
O2 y
nutrientes
suministro
continuo
Eliminación de
CO2
Lo que depende de
una gran superficie de
intercambio
La superficie de intercambio de
gases debe ser delgada y húmeda

4. La solución es anatómica
Un epitelio respiratorio
internalizado
La internalización
crea un ambiente
húmedo para el
intercambio de gases
con la sangre
Los pulmones encerrados
en la cavidad torácica
Pero los pulmones
internalizados generan
otro problema:
Cómo mover el aire entre la atmósfera y la superficie de
intercambio ubicada dentro de lo profundo del organismo

5. La solución es una
bomba impulsada por
músculos que genere
gradientes de presión
En los seres humanos
la bomba es la
estructura músculo
esquelética del tórax

6. MECANICA DE LA
RESPIRACION

7. Las funciones
principales del
sistema
respiratorio son
Intercambio de gases entre
la atmósfera y la sangre
Regulación
homeostática
del pH corporal
Protección frente a
patógenos inhalados y a
sustancias irritantes
Vocalización

8. El término respiración tiene
varios significados en fisiología
La respiración celular : proceso
químico entre el O2 y moléculas
orgánicas para producir
CO2
Y energía en
la forma de
ATP
H2O

9. La respiración externa:
movimiento de gases entre el
ambiente y las células del
organismo
La respiración externa se puede
dividir en cuatro procesos
integrados que se ilustran a
continuación

10. 1. Intercambio de aire entre la
atmósfera y los pulmones.
Inspiración y Espiración
2. Intercambio de O2 y CO2
entre los pulmones y la sangre
3. Transporte de O2 y CO2 por
la sangre
4. Intercambio de O2 y
CO2 entre la sangre y las
células

11. Los pulmones están formados por tejido esponjoso
liviano cuyo volumen está ocupado por espacios llenos
de aire. Con forma de cono irregular llenan la cavidad
torácica y sus bases descansan sobre el diafragma

12. Los bronquios conectan a los
pulmones con la tráquea

13. Cada pulmón está rodeado por un saco
pleural doble cuyas membranas revisten
el lado interno del tórax y protegen la
superficie externa de los pulmones

14. Cada membrana pleural, de cada pulmón,
deja una cavidad llena de líquido que
genera una superficie resbaladiza

15. El resultado es similar a un globo lleno
de aire (el pulmón) rodeado por un globo
lleno de líquido (el saco pleural)

16. Las vías aéreas conectan los
pulmones con el ambiente externo

17. aire
Boca y nariz
faringe
tráquea
Bronquio
izquierdo
Bronquio
derecho

18. Dentro de los pulmones los
bronquios (principal izquierdo
en la figura) se divide 22
veces más, terminando en un
grupo de alvéolos
El diámetro de las
vías aéreas se hace
cada vez menor y el
área transversal
aumenta

20. Los alvéolos
pulmonares

21. Los alveolos pulmonares, agrupados en los
extremos de los bronquíolos terminales
Constituyen la mayor parte del tejido pulmonar

22. Su función es el intercambio de gases

23. Cada alvéolo está
constituido por una
sola capa de epitelio
Dos tipos de
células epiteliales
Células alveolares
tipo II, pequeñas,
sintetizan y
secretan una
sustancia tenso
activa
(surfactante)
Células alveolares tipo I.
Más grandes y muy
delgadas de manera que
los gases pueden difundir
a través de ellas
Capilar
Fibras elásticas
Células alveolares
tipo I para el
intercambio
de gases
Célula
endotelial
del capilar
Células alveolares
tipo II sintetiza
sustancia
tenso activa
(surfactante)
Macrófago alveolar,
fagocita cuerpos
extraños

24. Las delgadas paredes de los alveolos
no contienen fibras musculares
Como resultado, el tejido pulmonar
propiamente tal no puede contraerse
Pero, el tejido conectivo entre las células
epiteliales alveolares contienen numerosas
fibras de elastina que provocan una retracción
elástica cuando los pulmones se estiran

25. En la mayor parte de la superficie de
intercambio, una membrana basal fusiona el
epitelio alveolar con el epitelio capilar

26. Las leyes de
los gases

27. El flujo del aire en el sistema respiratorio es,
en muchos casos, similar al flujo sanguíneo en el
sistema cardiovascular
Al nivel del mar la presión atmosférica es de 760
mmHg. Sin embargo, en esta unidad designaremos al
presión atmosférica como 0 mmHg
Dado que la presión atmosférica varía con la altitud y que
muy pocas personas viven exactamente a nivel del mar,
esta convención nos permitirá comparar las diferencias de
presión que existen durante la ventilación
Los números
negativos designan
presiones
subatmosféricas
Los números
positivos designan
presiones mayores
que la atmosféricas

28. El aire

29. La atmósfera que
rodea la Tierra, es una
mezcla de gases y
vapor de agua
Nitrógeno 78%
Oxígeno 21%
Dióxido de carbono 0,033%
Vapor de agua

30. Las leyes de los gases
1. La presión total de una mezcla de gases es la suma de
las presiones parciales de los gases individuales (ley de
Dalton).
2. Los gases se desplazan desde áreas de mayor presión
hacia áreas de menor presión.
3. Si se modifica el volumen de una gas, su presión
cambiará de manera inversa (ley de Boyle).

31. Ley de Dalton

32. La ley de Dalton establece que la presión total ejercida
por una mezcla de gases es la suma de las presiones
ejercidas por los gases individuales
En la fisiología respiratoria nos interesa
tanto la presión atmosférica total como las
presiones parciales individuales de O2 y CO2
La presión de un gas en una
mezcla de gases se conoce
como su presión parcial (Pgas)
Para calcular la presión parcial de cualquier
gas en una mezcla de aire se multiplica la
presión atmosférica por la contribución
relativa del gas (%) a la presión atmosférica

33. Presión parcial de un gas =
Patm x % del gas en la atmósfera
Presión parcial de O2 = 760 mm Hg x 21%
Po2 = 160 mm Hg
La presión parcial de oxígeno en el aire
seco a nivel del mar es de 160 mmHg
Sin embargo las presiones parciales de los
gases varían un poco en función de cuanto
vapor de agua diluye la contribución de los
otros gases a la presión total

34. Para calcular la presión
parcial de un gas en el aire
húmedo se debe restar
primero la presión de vapor
de agua a la presión total

36. Ley de Boyle

37. La presión ejercida por un gas o una mezcla de
gases en un recipiente cerrado se produce por
los choques de las moléculas de gas contra las
paredes del recipiente que lo contiene
Si se reduce el volumen, aumenta la frecuencia de
choques y por lo tanto la presión
P1V1 = P2V2

38. La ventilación

39. El primer intercambio en la fisiología
respiratoria es la ventilación y es
El intercambio de flujo de aire entre
la atmósfera y los alveolos

40. En el sistema respiratorio, los
cambios de volumen de la cavidad
torácica, durante la ventilación,
producen gradientes de presión
que generan flujo de aire
Volumen
del tórax
Presión
alveolar
Volumen
del tórax
Presión
alveolar

41. La fisiología respiratoria estudia la función pulmonar de una
persona midiendo la cantidad de aire que la persona moviliza
durante la respiración normal y con esfuerzo máximo
Las pruebas de la función pulmonar utilizan un
espirómetro, que es un instrumento que mide el volumen
de aire que se desplaza con cada respiración
Los espirómetros hoy día son minicomputadores que caben en la
palma de la mano. El paciente sopla en contra de una determinada
resistencia y todos los cálculos se realizan electrónicamente.
Sin embargo, el principio del análisis espirométrico es
básicamente el mismo en los antiguos espirómetros

42. El espirómetro simple es una campana movible,
parcialmente sumergida en agua. Un tubo se extiende
desde la boca del paciente, a través del agua, y emerge
dentro de la campana, justo sobre el nivel de agua

43. Cuando el paciente inhala, el aire sale de la
campana y la baja. Los cambios de volumen se
registran en un papel sobre un tambor que gira.

44. Cuando el paciente exhala, el aire
entra a la campana y la levanta

45. El aire movilizado
durante la
respiración puede
dividirse en
cuatro volúmenes
pulmonares
Volumen
corriente
Volumen de reserva
inspiratorio
Volumen de reserva
espiratorio
Volumen
residual

46. 500mL
espiratoria
3100mL
1200mL
1200mL
6Lt
4.8Lt
3.6Lt
2.4Lt
Primero se le indica al paciente que respire tranquilamente.
La respiración tranquila, supone inspiración y espiración de
un volumen de aire corriente (VT).

47. 500mL
espiratoria
3100mL
1200mL
1200mL
6Lt
4.8Lt
3.6Lt
2.4Lt
Luego se le solicita al paciente que efectúe una inspiración
máxima, seguida de una espiración máxima. El volumen de
aire inspirado más allá del volumen de aire corriente se
llama volumen de reserva inspiratoria (VRI).

48. 500mL
espiratoria
3100mL
1200mL
1200mL
6Lt
4.8Lt
3.6Lt
2.4Lt
Ahora deténgase al final de una espiración normal y exhale
todo el aire que pueda. La cantidad de aire que se exhala
forzadamente es el volumen de reserva espiratoria (VRE).

49. 500mL
espiratoria
3100mL
1200mL
1200mL
6Lt
4.8Lt
3.6Lt
2.4Lt
El volumen de aire que queda en los pulmones después de una
espiración forzada máxima se llama volumen residual (VR).

50. Volumen de aire corriente (VT):
inspiración y espiración tranquila
Volumen de reserva inspiratoria (VRI):
volumen de aire inspirado más allá del
volumen de aire corriente
Volumen de reserva espiratoria (VRE):
volumen de aire espirado más allá del
volumen de aire corriente
Volumen residual (VR): volumen de aire
que queda en los pulmones después de una
espiración forzada máxima

51. Capacidades pulmonares

52. La suma de dos o más
volúmenes pulmonares se
llama capacidad pulmonar

53. 500mL
espiratoria
3100mL
1200mL
1200mL
6Lt
4.8Lt
3.6Lt
2.4Lt
La capacidad inspiratoria (CI), se compone del
volumen de aire corriente más el volumen de reserva
inspiratoria (3.600 ml).

54. 500mL
espiratoria
3100mL
1200mL
1200mL
6Lt
4.8Lt
3.6Lt
2.4Lt
La capacidad residual funcional (CRF), se compone
del volumen de reserva espiratoria más el volumen
residual (2.400 ml).

55. 500mL
espiratoria
3100mL
1200mL
1200mL
6Lt
4.8Lt
3.6Lt
2.4Lt
La capacidad vital (CV), se compone de
la capacidad inspiratoria más el volumen
de reserva espiratoria (4.800 ml).

56. 500mL
espiratoria
3100mL
1200mL
1200mL
6Lt
4.8Lt
3.6Lt
2.4Lt
La capacidad pulmonar total (CPT), incluye todos los
volúmenes pulmonares: es la capacidad vital más el volumen
residual (6.000 ml).

57. Capacidad inspiratoria (CI): se compone del volumen de aire
corriente más el volumen de reserva inspiratoria (3.600 ml).
Capacidad residual funcional (CRF): se compone del volumen
de reserva espiratoria más el volumen residual (2.400 ml).
Capacidad vital (CV): se compone de la capacidad
inspiratoria más el volumen de reserva espiratoria (4.800 ml).
Capacidad pulmonar total (CPT), incluye todos los
volúmenes pulmonares: es la capacidad vital más el volumen
residual (6.000 ml).

58. Durante la ventilación, el aire fluye
a causa de gradientes de presión

59. El aire fluye hacia los pulmones debido a
gradientes de presión creados por una bomba
La mayor parte del tejido pulmonar es un
delgado epitelio de intercambio, de manera
que los músculos de la caja torácica y el
diafragma funcionan como la bomba

60. La respiración es un proceso activo
que utiliza la contracción muscular
para crear un gradiente de presión
Los principales
músculos involucrados
en la respiración es
reposo son
El diafragma
Los intercostales
externos
Los escalenos
Durante la respiración
forzada pueden
reclutarse otros
músculos del tórax y
del abdomen

61. El flujo de aire en las vías aéreas obedece
las mismas reglas que el flujo de sangre
Flujo α ∆P/R
Esta expresión dice:
1) El aire fluye en respuesta a un gradiente de
presión
2) El flujo disminuye a medida que aumenta la
resistencia del sistema al flujo

62. Las presiones en el sistema
respiratorio pueden medirse en:
Los espacios
aéreos de los
pulmones (presión
alveolar)
El líquido pleural
(presión
intrapleural)
Como la presión atmosférica es
relativamente constante, la presión en los
pulmones debe ser mayor o menor que la
presión atmosférica para que el aire fluya
entre la atmósfera y los alvéolos

63. Ciclo respiratorio
inspiración
espiración
seguido

64. Para que el aire ingrese a los
pulmones, la presión dentro
de ellos debe ser menor que
la presión atmosférica
De acuerdo con la ley de
Boyle, un aumento del
volumen producirá una
disminución de la presión

65. Figure 17-9c

66. A continuación veremos como varía
la presión alveolar, la presión
intrapleural y el volumen
movilizado durante la inspiración

67. Tiempo 0: En la breve pausa entre dos respiraciones, la presión
alveolar es igual a la presión atmosférica (0 mm Hg en el punto A1).
Cuando las presiones son iguales no hay flujo de aire

68. Tiempo 0 – 2 s: Inspiración. Cuando comienza la inspiración, los
músculos inspiratorios se contraen y el volumen torácico aumenta, la
presión alveolar cae alrededor 1 mm Hg por debajo de la presión
atmosférica y el aire fluye hacia los alvéolos (punto C1 a C2). Como el
volumen torácico se modifica más rápido de lo que fluye el aire, la
presión alcanza su valor mínimo aproximadamente a mitad de camino
durante la inspiración (punto A2)

69. A medida que el aire sigue fluyendo hacia los alvéolos, la
presión aumenta hasta que la caja torácica detiene su
expansión, justo antes del final de la inspiración. El
movimiento de aire continúa durante una fracción de
segundo más hasta que la presión dentro de los pulmones
se iguala con la presión atmosférica (punto A3)

70. Al final de la inspiración, el volumen pulmonar se
encuentra en su punto máximo para el ciclo
inspiratorio (punto C2) y la presión alveolar es igual a
la presión atmosférica

71. Espiración

72. Al final de la inspiración cesan los impulsos provenientes
de las neuronas motoras somáticas hacia los músculos
inspiratorios y los músculos se relajan
El retroceso elástico de los pulmones y de la caja
torácica regresa el diafragma y las costillas a sus
posiciones iniciales
La espiración es un proceso pasivo

73. Tiempo 2-4s: Espiración. Como disminuyen los volúmenes pulmonar y
torácico durante la espiración, la presión de aire aumenta en los
pulmones alcanzando un máximo de 1 mm Hg sobre la presión
atmosférica (punto A4). Ahora la presión alveolar es mayor que la
presión atmosférica de manera que el flujo se invierte y el aire se
desplaza hacia el exterior de los pulmones

74. Tiempo 4 s: Al final de la espiración, cesa el movimiento de aire
cuando la presión alveolar es igual a la presión atmosférica (punto
A5). El volumen pulmonar alcanza su mínimo para el ciclo
respiratorio (punto C3). En este punto el ciclo respiratorio ha
finalizado y está preparado para comenzar otro ciclo

75. Cambios en la presión
intrapleural

76. La ventilación requiere que los
pulmones se muevan con la contracción
y relajación de la caja torácica
Los pulmones están adheridos a la caja
torácica por fuerzas cohesivas generadas
por el líquido pleural presente entre las
dos membranas pleurales. Por eso, si se
mueve la caja torácica, los pulmones lo
hacen con ella

77. La presión intrapleural del líquido entre
las membranas pleurales es menor que la
presión atmosférica. Esta presión surge
durante el desarrollo fetal, cuando la caja
torácica con su membrana pleural asociada
crece más rápido que el pulmón con su
membrana pleural asociada
Las dos membranas se mantienen
adheridas por el líquido pleural de manera
que los pulmones están forzados a
estirarse para ajustarse al volumen de la
caja torácica

78. Pero al mismo tiempo la retracción
elástica de los pulmones crea una fuerza
hacia adentro que tiende a alejar los
pulmones de la caja torácica
La combinación del empuje hacia afuera
de la caja torácica y la retracción hacia
adentro de los pulmones crea una presión
negativa de alrededor de -3 mm Hg

80. Las presiones del líquido intrapleural cambian durante un
ciclo respiratorio. Al inicio de la inspiración la presión
intrapleural es de alrededor de -3 mmHg (punto B1). A
medida que transcurre la inspiración, las membranas
pleurales y los pulmones siguen a la caja torácica lo que
hace que la presión intrapleural se haga más negativa

81. Al final de una inspiración en reposo, cuando los pulmones
están totalmente expandidos alcanzan un presión
intrapleural de aproximadamente -6 mmHg (punto B2)

82. Durante la espiración la caja torácica regresa a su
posición de reposo, los pulmones se relajan y la presión
intrapleural vuelve a su valor de -3 mmHg (punto B3)

83. Distensibilidad y
elastancia

84. Cambios en la distensibilidad
y elastancia en los estados patológicos

85. La ventilación normal depende de la capacidad
de los pulmones de expandirse de manera normal
y la mayor parte del trabajo respiratorio es
vencer la resistencia al estiramiento ejercido
por los componentes elásticos de los pulmones y
la caja torácica
Clínicamente, la capacidad del pulmón para
estirarse se llama distensibilidad (compliance)
Un pulmón con alta distensibilidad se estira
fácilmente, un pulmón con baja distensibilidad
requiere de más fuerza para estirarse

86. La distensibilidad es diferente de
la elasticidad o elastancia. La
elastancia es la capacidad del
pulmón de volver a su volumen de
reposo con facilidad
Sin embargo, la contribución de los
componentes elásticos de los pulmones
(elastina y colágeno) contribuyen menos
de la mitad de la capacidad de retraerse
de los pulmones

87. Durante mucho tiempo se creyó que la elastina
y otras fibras elásticas eran la fuente principal
al estiramiento del pulmón
Estudios comparativos entre el trabajo
requerido para expandir un pulmón lleno de aire
y un pulmón lleno de solución salina demostraron
que los pulmones llenos de aire resultan más
difícil de expandir
La respuesta está en la tensión superficial,
generada por la delgada capa de líquido entre las
células alveolares y el aire

88. La tensión superficial es semejante a la
que existe en una burbuja esférica

89. La tensión superficial creada por la delgada
capa de líquido está dirigida hacia el centro
de la burbuja y genera presión dentro de ella

90. La ley de Laplace es la expresión de esa presión, dice
que la presión dentro de la burbuja depende de:
La tensión
superficial
del líquido
Y el radio
de la
burbuja

92. Si la tensión superficial T fuera
igual en los alvéolos pequeños y
grandes, los alvéolos pequeños
tendrían una mayor presión en su
interior
Lo que significa mayor trabajo para
expandir a los alvéolos más pequeños

93. Este conflicto se
resuelve mediante …

94. SURFACTANTES PULMONARES

95. Los surfactantes son moléculas que
tienen una región hidrofílica y una
región hidrofóbica
Las moléculas de
surfactante se
orientan con sus
cabezas hidrofílicas en
la interfase agua-aire y
disminuyen la densidad
de moléculas de agua.

96. Surfactantes
pulmonares
Dipalmitoilfosfatidilcolina
Fosfatidilcolina
Apoproteínas

97. El surfactante:
Disminuye la TS de los alvéolos, permitiendo
que los pulmones sean más distensibles, con lo
cual ↓el W necesario para expandirlos
Evita el colapso de los alvéolos pequeños

98. Intercambio
de gases en los
pulmones y en
los tejidos

99. Frecuencia respiratoria

100. La ventilación pulmonar total,
conocida como volumen minuto se
calcula de la siguiente manera
Ventilación pulmonar total =
frecuencia respiratoria x volumen corriente
12-20 respiraciones por minuto
Ventilación pulmonar total =
12 respiraciones/min x 500 mL = 6 L/min

101. La ventilación pulmonar total
representa el movimiento
físico de aire hacia y desde
el aparato respiratorio
Pero no es un buen indicador de
cuanto aire fresco alcanza la
superficie de intercambio alveolar

102. Parte del aire que ingresa al sistema respiratorio
no alcanza los alvéolos porque una fracción de
cada respiración queda en las vías respiratorias
como la tráquea y los bronquios que no
intercambian gases con la sangre
Espacio muerto anatómico en
promedio es de 150 mL
Con el propósito de ilustrar la diferencia entre el
volumen total de aire fresco que ingresa a las vías
respiratorias y el volumen de aire fresco que
llega a los alveolos consideremos una respiración
normal que moviliza 500 mL durante un ciclo
respiratorio

103. 150 mL
2200 mL2700 mL
150 mL
350 mL
150 mL
2.700 mL2.200 mL
150 mL
2200 mL2700 mL

104. Ventilación alveolar =
12 respiraciones/min x (500 – 150 mL) = 4.200 mL/min

105. Ventilación y flujo
sanguíneo alveolar

106. Movilización de O2 desde
la atmósfera hasta la
superficie alveolar es el
primer paso de la
respiración externa
Luego debe producirse el
intercambio de gases en la
interfaz alvéolo-capilar
Finalmente, el flujo de sangre
(perfusión) por los alvéolos debe ser
suficientemente alto para captar el O2
Correlacionar la ventilación en grupos de
alvéolos con el flujo sanguíneo que pasa
por ellos es un proceso de dos partes que
implica una regulación local tanto del flujo
de aire como el flujo de sangre

107. Las modificaciones del
flujo sanguíneo pulmonar
dependen casi
exclusivamente de las
propiedades de los
capilares pulmonares
Los capilares pulmonares son
colapsables, si la presión de
la sangre que fluye a través
de los capilares cae por
debajo de cierto valor, los
capilares se cierran,
desviando la sangre hacia los
capilares pulmonares en los
cuales la presión es más alta
En una persona en reposo, algunos capilares en el
vértice dl pulmón se cierran debido a la baja
presión hidrostática, los capilares que se
encuentran en la base del pulmón tienen mayor
presión hidrostática como consecuencia de la
gravedad y permanecen abiertos

108. INTERCAMBIO Y
TRANSPORTE DE GASES

109. 1. Intercambio de aire entre la
atmósfera y los pulmones.
Inspiración y Espiración
2. Intercambio de O2 y CO2
entre los pulmones y la sangre
3. Transporte de O2 y CO2 por
la sangre
4. Intercambio de O2 y
CO2 entre la sangre y las
células

110. Las leyes de los gases
establecen que cada gas
fluye desde regiones de
alta presión parcial a
regiones con menor
presión parcial
La Po2 alveolar normal
es de 100 mm Hg
La Po2 de la sangre venosa
sistémica es de 40 mm Hg
La Pco2 en los tejidos es
mucho mayor que en la sangre
capilar sistémica debido al
metabolismo
La Pco2 de la sangre
venosa es de 46 mm Hg
La Pco2 alveolar
es de 40 mm Hg
Esta regla rige el
intercambio de O2 y de
CO2 entre los pulmones
y los tejidos

111. La Po2 (presión
parcial) alveolar
normal es de 100
mm Hg
La Po2 de la sangre venosa
que llega a los pulmones es
de 40 mm Hg

112. El O2 por lo tanto difunde siguiendo su
gradiente desde el alvéolo a los capilares. La
difusión llega a un equilibrio y la Po2 de la
sangre arterial que abandona los pulmones es
la misma que la de los alvéolos: 100 mmHg

113. Cuando la sangre arterial llega a los capilares de los
tejidos, el gradiente se invierte. En las células de una
persona en reposo la Po2 es de 40 mmHg
aproximadamente. Por tanto el O2 difunde siguiendo
desde el plasma a las células. La sangre venosa que
retorna a los pulmones tiene una Po2 de 40 mmHg

114. Por el contrario la Pco2 es mayor en los tejidos que en la
sangre, debido a su producción constante por el metabolismo.
La Pco2 celular de una persona en reposo es de unos 46 mmHg,
en comparación con la Pco2 arterial de 40 mmHg. El gradiente
induce la difusión del CO2 al plasma en los capilares y la
sangre venosa tiene una Pco2 de 46 mmHg

115. En los capilares pulmonares el proceso se invierte. La
sangre venosa que trae CO2 tiene una Pco2 de 46 mmHg y
la Pco2 alveolar es de 40 mmHg, por tanto el CO2 se
moverá de los capilares a los alvéolos la sangre que
abandona los alvéolos tiene una Pco2 de 40 mmHg

116. Transporte de gases por la sangre

117. O2

118. El O2 se transporta en la
sangre de dos maneras
Disuelto en el plasma
Unido a la hemoglobina

119. Contenido total de O2 = cantidad disuelta
en el plasma + cantidad unida a la
hemoglobina
La hemoglobina une
reversiblemente al O2

120. La importancia de la hemoglobina en el transporte
de O2 radica en que más del 98% del O2 de cualquier
volumen de sangre está unido a la hemoglobina. El
resto permanece disuelto en el plasma

121. Cadena α
Cadena β
Grupo
hem
Anillo de
porfirinas
El átomo de hierro central
se une a de manera reversible
a una molécula de O2
La hemoglobina es una proteína grande con cuatro
cadenas globulares, cada una de las cuales rodea un grupo
hemo que contiene hierro. Cada grupo hemo esta formado
por un anillo de porfirina

122. La hemoglobina unida al O2 se llama
oxihemoglobina, la unión del O2 a la
hemoglobina sigue la ley de acción de masas
Si la concentración de O2 aumenta, la
reacción se desplaza hacia la derecha
Si la concentración de O2 disminuye, la
reacción se desplaza hacia la izquierda
y la hemoglobina libera O2

123. La cantidad de O2 unido a la
hemoglobina depende
fundamentalmente de la Po2 del plasma
que rodea a los glóbulos rojos
En los capilares pulmonares, el O2
disuelto en el plasma difunde a los
glóbulos y se une rápidamente a la
hemoglobina

124. Una vez que la sangre arterial llega a
los tejidos, el proceso se invierte , el
oxígeno disuelto en el plasma difunde
rápidamente a las células, la
disminución de la Po2 desplaza la
reacción hacia la izquierda

125. La cantidad de
oxígeno unido a la
hemoglobina a
cualquier Po2 se
expresa como
porcentaje
(cantidad de O2 unido/máxima cantidad
que puede unirse)x100 = porcentaje de
saturación de la hemoglobina

126. El porcentaje de saturación de la hemoglobina hace referencia
a los sitios de unión disponibles que están ocupados por O2 Si
todos los sitios de unión de la hemoglobina están ocupados por
O2 la sangre está saturada en un 100%

127. Si la mitad de los sitios están
ocupados con oxígeno, está
saturada en un 50%

128. La curva que estamos viendo
se obtuvo experimentalmente

129. Es de notar que a una Po2 de 100 mm Hg aproximadamente
el 98% de la hemoglobina lleva oxígeno, en otras palabras,
cuando la sangre pasa por los pulmones la hemoglobina se
satura casi completamente

130. ¿Cuál es la importancia fisiológica de
la forma de la curva de disociación?

131. En la sangre que abandona los capilares sistémicos la Po2
es de 40 mmHg (presión parcial normal de las células en
reposo) la hemoglobina esta aun saturada en un 75% lo
que significa que liberó a las células la cuarta parte de
lo que pueden transportar

132. El O2 que permanece unido sirve como
reserva que las células pueden utilizar si
aumenta el metabolismo

133. Efectos de la temperatura,
pH y metabolitos en la unión
del O2 a la hemoglobina

134. Cualquier factor que modifique la
conformación de la molécula de
hemoglobina afectará su capacidad de
unir O2, por ejemplo cambios en:
pH plasmático
Pco2
temperatura

135. Aumento de la temperatura, aumento de la
Pco2 y disminución del pH reducen la
afinidad de la hemoglobina por el O2 y
desplazan la curva de disociación hacia la
derecha

136. Otro factor que modifica la unión de del oxígeno a la
hemoglobina es el 2,3-difosfoglicerato (2,3-DPG),
intermediario de la glicolisis. La hipoxia crónica aumenta la
producción de 2,3-DPG en los glóbulos rojos, y produce una
disminución de la afinidad de la hemoglobina por el O2

137. CO2

138. El CO2 se
transporta en la
sangre de tres
maneras
7% disuelto en la sangre
El restante 93% difunde a
los glóbulos rojos
70% se convierte en HCO3
- 23% unido a la hemoglobina

139. CO2 y iones bicarbonato (HCO3
-)

140. La conversión de CO2 a HCO3
-
en los glóbulos rojos tiene
dos objetivos
Un medio de transporte desde
los tejidos a los pulmones
HCO3
- queda disponible
como amortiguador del pH

141. La conversión rápida de CO2 a HCO3
-
depende de la presencia de la anhidrasa
carbónica en los glóbulos rojos
¿Cómo se transforma el CO2 en HCO3
-

142. El CO2 proveniente de la respiración celular, disuelto en el
plasma, difunde dentro de los glóbulos rojos y reaccionan
con agua en presencia de la anhidrasa carbónica

143. El ácido carbónico se disocia y sale al plasma por
el intercambiador Cl- -bicarbonato

144. Cuando la sangre venosa llega a los pulmones, la reacción se
invierte, recordemos que la Pco2 en los alveolos es menor
que en la sangre venosa, por tanto el CO2 difunde

145. Regulación de
la ventilación

146. La respiración es un
proceso rítmico que en
general ocurre siempre,
sin que lo pensemos
conscientemente
Es semejante al latido
cardíaco. Sin embargo los
músculos esqueléticos a
diferencia del músculo
cardíaco no son capaces
de contraerse
espontáneamente
Su contracción debe ser
iniciada por neuronas
somáticas motoras que
a su vez son controladas
por el SNC

147. El ritmo de la
ventilación está
regulado por
varios factores
Los reflejos de los quimiorreceptores
Las interacciones con el centro de
control cardiovascular
Las emociones
El control consciente e inconsciente
de los centros cerebrales superiores

148. La contracción del diafragma y de
los músculos intercostales se inicia
por grupos de neuronas de la
Protuberancia Bulbo raquídeo
Estas neuronas forman una red con
un generador central de patrón que
tiene una actividad actividad rítmica
intrínseca
Aparentemente esta actividad
rítmica surge de neuronas
marcapasos que tienen potenciales
de membrana inestables

149. Señales sensitivas que llegan
de los quimiorreceptores
CO2 O2 H+
El generador central de patrón funciona
automáticamente toda la vida, pero puede
controlarse voluntariamente hasta cierto punto
Complejas interacciones sinápticas
entre las neuronas de la red generan los
ciclos rítmicos de inspiración
espiración, aparte de la influencia
continua de las

150. Las neuronas que controlan la
respiración se encuentran en dos
centros del bulbo raquídeo
Grupo respiratorio dorsal
contiene neuronas
inspiratorias
Que controlan el
diafragma
Grupo respiratorio ventral
contiene neuronas
Que controlan la
espiración activa

151. Actividad nerviosa durante la
respiración en reposo

152. Durante la inspiración, la actividad de las neuronas
inspiratorias aumenta de manera sostenida por un
mecanismo de retroalimentación positiva. Al final de la
inspiración, la actividad cesa bruscamente y ocurre la
espiración por el retroceso del tejido pulmonar elástico

153. Las señales sensoriales de los
quimiorreceptores centrales y periféricos
modifican el patrón de respiración
El CO2 es el principal estímulo para los
cambios en la ventilación. El O2 y el pH del
plasma son menos importantes

154. Po2 arterial ↓
Respiración ↑
Pco2 arterial ↑
Respiración ↑

155. Quimiorreceptores
periféricos se
encuentran
ubicados en las
arterias
Carótidas
Aorta
Po2
Pco2
pH
Quimiorreceptores
centrales del cerebro
ubicados en la
superficie ventral del
bulbo raquídeo, cerca
de las neuronas que
participan en el
control de la
respiración
Responden a cambios
en la Pco2 en el líquido
céfalo raquídeo

156. Quimiorreceptores periféricos
Cuando las células de los cuerpos carotideos y aórticos son
activados por una ↓ Po2 ↓pH ↑Pco2 disparan un aumento reflejo
de la ventilación

157. El CO2 es el principal factor de control de
la ventilación por su acción a nivel de los
quimiorreceptores centrales que
controlan el ritmo de la respiración

158. Cuando la Pco2 arterial aumenta, el CO2
cruza la barrera hematoencefálica se
convierte en HCO3
- y H+